132. Современные концепции биосферы.

В. И. Вернадский придал концепции биосферы биогеохимический смысл, понимая под биосферой не только живые организмы, но и среду

Центральное звено в концепции В.И. Вернадского о биосфере - представление о живом веществе: «Живые организмы, - писал он, - являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей». С именем В.И. Вернадского связано также формирование социально-экономической концепции биосферы, суть которой - в превращении биосферы в ноосферу вследствие деятельности новой геологической силы.

их обитания. Он выделил в биосфере 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ:

1) живое вещество (совокупность организмов);2) биогенное вещество (результат деятельности живых организмов - горючие ископаемые, известняки и т.п.); 3) косное вещество (образуемое процессами, в которых живые организмы не участвуют, например, изверженные горные породы); 4) биокосное вещество (создаётся одновременно живыми организмами и абиогенными процессами неживой природы, например, почва); 5) радиоактивное вещество; 6) рассеянные атомы; 7) вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Исходя из того, что биосфера организована по системному принципу, а также того, что в основе её функционирования лежат круговороты веществ и энергии, сформулированы несколько современных концепций биосферы: биохимическая, биогеоценотическая, кибернетическая, термодинамическая. Биогеоценотическая концепция, например, рассматривает биосферу как сложноорганизованную систему биогеоценозов (динамическую целостную систему организмов разных видов, тесно связанных со средой их обитания), биохимическая концепция - как систему моделей геохимических циклов биогенных элементов.

Биосфера охватывает часть атмосферы до озонового слоя (20-25 км) и часть литосферы, особенно кору выветривания и всю гидросферу. В литосфере область распространения жизни во многом определяется уровнем проникновения воды в жидком состоянии: живые организмы обнаружены до глубины 7,5 км.

133. Живое вещество. Его роль в природе. Миграция химических элементов. Биотический -круговорот вещества и энергии.

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

Работа живого вещества в биосфере достаточно многообразна. По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:

а) химической (биохимической) – I род геологической деятельности; б) механической – II род транспортной деятельности.

Выделяют пять основных функций живого вещества:

-Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

-Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

-Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

-Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).

-Транспортная. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направлении.

Миграция элементов — перемещение, перераспределение химических элементов в земной коре и на её поверхности. В соответствии с этой классификацией химические элементы подразделяются на воздушные и водные мигранты

Среди воздушных мигрантов, в свою очередь, выделяются:

активные, образующие соединения (O, H, C, N, I);

пассивные (все инертные газы).

Водные мигранты – подразделяются, с одной стороны - по степени подвижности и, кроме того, на катионогенные и анионогенные элементы, т.е. их классификация имеет табличную (матричную) форму.

Биотический круговорот - это явление циклического, но неравномерного во времени и пространстве процесса. Процесс сопровождается более или менее значительными потерями закономерного перераспределения вещества, энергии и информации в пределах экологических систем различного иерархического уровня организации - от биогеоценоза до биосферы. Потери вещества в биосфере в целом минимальны. Информация теряется с гибелью видов и необратимыми генетическими перестройками. Энергетические циклы очень слабы, и здесь преобладают однонаправленные потоки энергии от растений - продуцентов через консументы к редуцентам. Далее происходит вынос энергии в околоземное и космическое пространство.

Под биотическим круговоротом понимается поступление элементов из почвы, воды и атмосферы в живые организмы; превращение в организмах поступающих элементов в новые сложные соединения и возвращение их в почву, воду и атмосферу в процессе жизнедеятельности с ежегодным спадом части органического вещества или с полностью отмершими организмами, входящими в состав биогеоценоза. Полного круговорота веществ в пределах биогеоценоза не происходит, так как часть веществ всегда уходит за его пределы. Обмен веществ сопровождается передачей и превращением энергии. Обмен веществ сопровождается передачей и превращением энергии. Однако круговорота энергии нет, так как она практически не возвращается от редуцентов к продуцентам. Это свидетельствует о том, что экосистемы в термодинамическом смысле не являются замкнутыми, и для их функционирования является необходимым приток энергии извне, первоисточником которой является энергия Солнца.